Polttohakkeen tuotantomenetel-mien tuottavuus ja kustannukset

(1)

Metsätieteen aikakauskirja

t u t k i m u s a r t i k k e l i

Juha Ikäheimo ja Antti Asikainen

Polttohakkeen tuotantomenetel- mien tuottavuus ja kustannukset

Ikäheimo, J. & Asikainen, A. 1999. Polttohakkeen tuotantomenetelmien tuottavuus ja kus- tannukset. Metsätieteen aikakauskirja 3/1999: 491–503.

Tutkimuksessa verrattiin neljän eri hakkeen tuotantomenetelmän tuottavuutta ja kustannuksia.

Tämän tutkimuksen yhteydessä tehtiin vuoden mittaiset seurantatutkimukset kahdesta koneesta.

Välivarastohakkureista tutkimuksessa seurattiin R9700 Future-hakkuria. Toinen seurantatutki- mus tehtiin Moha-monitoimihakkurista, joka mahdollistaa hakkuutähteiden haketuksen palstalla ja hakkeen kuljetuksen käyttöpaikalle samalla yksiköllä. Tutkimuksessa käytettiin lisäksi VTT Energian aiemmin tekemien Chipset-palstahakkurin ja Evolution-välivarastohakkurin seurantatutkimuksien tuloksia.

Future-välivarastohakkuri osoittautui seurantatutkimuksessa teknisesti luotettavaksi ja toimivaksi. Ongelmaksi Futuren seurannassa havaittiin kuuma korjuuketju, joka aiheutti odotuksia sekä hakkurille että hakeautolle. Moha-monitoimihakkurin tekninen luotettavuus ja toimivuus oli seurantatutkimuksessa koneen prototyyppiluonne huomioon ottaen hyvä.

Kustannusvertailussa Moha-monitoimihakkuriin perustuva puupolttoaineen tuotantomene- telmä osoittautui halvimmaksi alle 25 kilometrin kaukokuljetusmatkoilla. Chipset-palstahakkuriin perustuva hakkeen tuotantomenetelmä oli edullisin yli 25 kilometrin kuljetusmatkalla. Myös Evolution- ja Future-välivarastohakkureiden kilpailukyky parani kuljetusmatkan pidentyessä.

Varastojen kokoa kasvattamalla voidaan välivarastohakkureiden tuottavuutta nostaa merkit- tävästi. Välivarasto- ja palstahaketuksessa korostuu toiminnan organisoinnin, erityisesti kuljetusten järjestelyjen, merkitys tuotantomenetelmän tuottavuuteen ja kustannuksiin. Tehtäessä valintaa eri tuotantomenetelmien välillä on otettava huomioon paikalliset olosuhteet aina lämpö- laitoksen sijainnista saatavilla olevaan raaka-aineeseen saakka.

Asiasanat: metsäenergia, haketus, logistiikka

Yhteystiedot: Joensuun yliopisto, metsätieteellinen tiedekunta, PL 111, 80101 Joensuu. Puhelin (013) 251 4428, sähköposti juha.ikaheimo@forest.joensuu.fi

Hyväksytty 24.5.1999 Juha Ikäheimo

Antti Asikainen

(2)

1 Johdanto

V

iime vuosina on kehitelty useita eri puupolttoaineen tuotantomenetelmiä, joilla voidaan tuottaa haketta kilpailukykyiseen hintaan. On arvioitu, että täysitehoisesti käytettynä niillä saavutettaisiin Bioenergian tutkimusohjelmassa asetettu kustannus- tavoite 45 mk/MWh käyttöpaikalle kuljetettuna.

Edullisimmin puupolttoainetta on saatavissa kuusi- valtaisten metsien uudistushakkuiden hakkuutäh- teistä (Korpilahti 1998, Hakkila ja Fredriksson 1996).

Suomessa hakkuutähdehakkeen tuottamiseen on vakiintunut kolme eri menetelmää. Välivarastoha- ketus on ollut perinteinen hakkeen tuotantomene- telmä ja siihen on kehitetty useita hakkureita. Ylei- simmin haketus tehdään välivarastolla kuorma-au- toalustaisella rumpuhakkurilla (Hakkila ja Fredriks- son 1996). Niitä ovat muun muassa Evolution- ja Future-hakkurit (kuva 1). Palstahaketukseen on ke-

hitetty Chipset-palstahakkuri, jolla on mahdollista tuottaa haketta tienvarteen ilman erillistä hakkuu- tähteen metsäkuljetusta. Hakkuutähteiden haketuksen palstalla ja kaukokuljetuksen samalla yksiköllä mahdollistaa Moha-monitoimihakkuri. Lisäksi suunnittelu- ja kokeiluvaiheessa on muitakin me- netelmiä, kuten hakkuutähteiden kuljettaminen ko- konaisena käyttöpaikalle sekä kokopuujuonnon ja välivarastohaketuksen yhdistäminen (Hakkila ym.

1998, Nousiainen ja Vesisenaho 1996).

Eri puupolttoaineen tuotantomenetelmien toimin- nasta on tehty joitakin tutkimuksia, mutta ne ovat olleet yleensä lyhytkestoisia aikatutkimuksia. Ko- neiden teknisen luotettavuuden, tuottavuuden ja kus- tannusten selvittämiseksi käytännön työssä tarvitaan pidempiä seurantatutkimuksia. Luotettavien vertai- lujen tekeminen vaatii tarkkoja tietoja koneiden toi- mintaympäristöstä, koska eri tuotantomenetelmät ovat kilpailukykyisiä eri olosuhteissa. Bioenergian tutkimusohjelman puitteissa VTT Energia on teh- nyt vuoden kestäneen seurantatutkimuksen Evolu-

Kuva 1. Tutkimuksessa mukana olleet hakkurit. Ylhäällä vasemmalla Future-välivarastohakkuri, ylhäällä oi- kealla Moha-monitoimihakkuri, alhaalla vasemmalla Evolution-välivarastohakkuri ja alhaalla oikealla Chipset- palstahakkuri.

(3)

tion-hakkurista ja Chipset-palstahakkurista (Lahti ja Vesisenaho 1997, Laurila ja Vesisenaho 1997).

Aiempien tutkimusten ja laskelmien perusteella on todettu, että hakkeen tuottaminen Mohalla ja hakkuutähteiden kuljettaminen kokonaisina käyttö- paikalle ovat edullisia lyhyillä kuljetusmatkoilla.

Sen sijaan pidemmillä kuljetusmatkoilla halvempia ovat olleet hakkeen välivarastohaketus esimerkiksi Future- tai Evolution-hakkurilla ja palstahaketus Chipset-hakkurilla (Asikainen ja Pulkkinen 1998, Asplund ja Nikku 1998).

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli vertailla eri menetelmiä puupolttoaineen tuotannossa. Vertailun pohjana käytettiin neljää seurantatutkimusta, joista kaksi tehtiin tämän tutkimuksen yhteydessä. Tutki- muksen päätavoitteet olivat:

– Tuottaa vuoden kestävän seurannan perusteella tuottavuus- ja kustannusluvut Moha-monitoimihakkurille ja Future-hakkurille niiden nykyisissä toimintaym- päristöissä.

– Selvittää Moha-monitoimihakkuriin ja Future-hakkuriin perustuvien puupolttoaineen tuotantomenetelmien kustannuksia ja tuotetun hakkeen laatua eri olosuhteissa eri materiaaleilla painottuen päätehakkui- den hakkuutähteiden korjuuseen.

– Verrata Moha-monitoimihakkuriin ja Future-hakkuriin perustuvien puupolttoaineen tuotantomenetelmiä Chipset-palstahakkuriin ja Evolution-hakkuriin pe- rustuviin menetelmiin.

– Selvittää optimaalinen hakkeen kuljetustapa eri kuljetusmatkoilla.

2 Tutkimuksen toteutus

2.1 Tutkitut hakkurit

Future-hakkuri on suunniteltu välivarastohaketuk- seen. Hakkuri saa käyttövoimansa erillisestä moot- torista. Monista muista välivarastohakkureista poi- keten hakkurin syöttölaite on koneen oikealla sivulla, millä on pyritty helpottamaan raaka-aineen siirtämis- tä kasasta syöttöpöydälle. Hakeauto täytetään kään- nettävällä haketorvella. Aiempaan Evolution-hakkuriin verrattuna Future-hakkurista on pyritty tekemään maastokelpoisempi ja ketterämpi. Maastokelpoisuut- ta on parannettu alustan nelivedolla ja mahdollisuu- della siirtää vetoa kitkapyörän avulla takapyöriin.

Moha-monitoimihakkuri on kehitetty osana Bio- energian tutkimusohjelmaa. Hakkuri on rakennettu urakoitsija Matti Hämäläisen ideoiden pohjalta.

Perusoivallukset liittyvät polttohakkeen tuotanto- logistiikkaan: Mohassa on yhdistetty hakettaminen ja hakkeen kuljetus saman yksikön tehtäväksi, jolloin vältytään välivarastohaketuksessa esiintyviltä hakkurin ja hakeauton odotusajoilta. Ajoneuvon maastokelpoisuudella on pyritty helpottamaan hak- kuutähteiden keräyksen ja varastoinnin vaatimuksia.

Moha kykenee toimimaan huonommissa varasto- olosuhteissa kuin perinteiset välivarastohakkurit.

Palstalla toimiessaan Moha edellyttää korjattavalta leimikolta kuitenkin tasaisempaa maastoa kuin taval- linen kuormatraktori tai Chipset-palstahakkuri.

Mohaan voidaan liittää perävaunu, tai kontit voidaan kuljettaa toisella ajoneuvolla käyttöpaikalle Mohan toimiessa palstahakkurin tavoin metsäpäässä.

Vertailussa mukana olleiden hakkureiden tekni- siä ominaisuuksia on koottu taulukkoon 1.

Taulukko 1. Hakkureiden teknisiä tietoja.

Future Evolution Chipset Moha

Veroton hinta 2 500 000 2 500 000 1 750 000 2 500 000

Massa, kg 20 000 25 000 15 000 17 000

– kantavuus, kg - - 6 000 13 000

Voimansiirto Mekaaninen Mekaaninen Hydrostaattinen Mekaaninen/

hydrostaattinen

Moottorin teho, kW 147 (auto) + 147 (auto) + 205 230

220 (hakkuri) 294 (hakkuri)

Hakkurin rummun leveys, mm 700 1000 350 550

(4)

2.2 Tutkimusmenetelmät

Vuoden kestävät seurantatutkimukset sekä Mohan että Futuren osalta käynnistettiin maaliskuussa 1997.

Yrittäjät Matti Hämäläinen MetEr Ky:stä ja Pekka Lahti Kotimaiset Energiat Ky:stä vastasivat koneiden ohjauksesta ja hakkeen toimittamisesta käyttö- pisteisiin. Koneiden kuljettajat huolehtivat työmaa- kohtaisten tietojen kirjaamisesta seurantalomakkeil- le. Seurannassa eri työvaiheiden kirjaamistarkkuu- tena käytettiin puolta tuntia. Future-hakkurilla ajan- menekki kirjattiin pienillä työmailla ja lyhyissä siir- roissa 10 minuutin tarkkuudella. Seurannassa tarkasteltiin seuraavia asioita: haketustyömaan koko, haketettu materiaali, käytetty aika työmaata kohti, siirtomatka ja siihen kulutettu aika, hakkeen toimi- tuspaikka, huolto-, korjaus- ja odotusajat sekä työ- vuoron kesto.

Seurantatutkimuksien lisäksi projektissa tehtiin sekä Mohalle että Futurelle aikatutkimuksia, joissa selvitettiin koneiden ajankäytön rakennetta seurantatutkimuksia tarkemmin. Aikatutkimuksessa tarkasteltiin seuraavia työvaiheita: varsinainen hake- tustyö, siirtymiset työmaalla ja työmaiden välillä sekä keskeytykset. Lisäksi haketta kuljettaneen kuorma-auton ajankäyttöä seurattiin aikatutkimuksissa. Mohalla ajankäyttöä jaettiin aikatutkimuksissa tarkemmin kaukokuljetukseen, lämpölaitoksella kulutettuun aikaan ja varsinaiseen haketustyöhön kuluneeseen aikaan. Lisäksi Mohalla tarkasteltiin aikatutkimuksissa perävaunun vaikutusta ajankäyt- töön. Aikatutkimuksia tehtiin Future-hakkurille seit- semänä työpäivänä, joiden aikana aineistoa kerät- tiin 23 kontillisen haketuksesta. Futurella haketta tuotettiin aikatutkimuksien aikana yhteensä 1 050 i-m³. Mohalla aikatutkimuspäiviä kertyi yhteensä kuusi. Näiden aikana Mohalla haketettiin yhteensä 840 i-m³ eli 24 kontillista haketta.

Mohan ja Futuren seuranta- ja aikatutkimusten tuloksia verrattiin aiemmin tehtyihin Evolution- ja Chipset-hakkureiden seurantatutkimuksiin. Näiden tarkastelujen perusteella pystyttiin vertailemaan eri menetelmiä ja niillä tuotetun hakkeen hintaa käyt- töpaikalle toimitettuna. Puupolttoaineen tuottami- sen kustannuksista tehtiin kaksi vertailulaskelmaa;

toinen seurannan mukaisten vuosituotoksien ja toinen potentiaalisten vuosituotoksien pohjalta.

Aikatutkimusjaksojen aikana hakkureiden tuotta-

masta hakkeesta otettiin näytteitä hakkeen laadun selvittämiseksi. Hakenäytteet tutkittiin Joensuun yliopistossa ja seulottiin Enocellin tehtailla Uima- harjussa. Seulana käytettiin reikä-rakoseulaa. Seu- lonnan avulla selvitetyn palakokojakauman lisäksi hakenäytteistä tutkittiin hakkeen kosteus. Seulon- nassa käytettiin reikä-rakoseulaa, jossa oli 45 mm:n reikäseula, 8 mm:n rakoseula sekä alimpana 13, 7 ja 3 mm:n reikäseulat. Perusseulonnan lisäksi hake- näytteistä eroteltiin 10–15 cm, 15–25 cm ja yli 25 cm pitkät hakepalat.

3 Tulokset

3.1 Future-hakkurin seuranta

Future-hakkuria seurattiin 1.4.1997–31.3.1998 vä- lisenä aikana. Futuren haketustyömaat sijaitsivat seurantajakson aikana pääasiassa Mikkelin kaupun- gissa ja sen ympäristökunnissa. Hake toimitettiin suurimmaksi osaksi yhteen lämpölaitokseen. Lisäksi toimituspaikkoina oli muutamia pienempiä kunnal- lisia lämpölaitoksia. Sahojen lämpökeskuksiin tuotettiin myös jonkin verran puupolttoainetta. Kesä- kuukausina haketta kuljetettiin välivarastoon, josta se myöhemmin toimitettiin lämpölaitokselle. Futu- re-hakkurilla tuotettiin haketta seurantajakson aikana yhteensä 41 500 irtokuutiometriä. Hakkurin työ- maiden koko vaihteli muutaman kuutiometrin ha- ketuskohteista lähes tuhannen irtokuutiometrin va- rastoihin saakka. Tutkimusjakson aikana Future työskenteli yhteensä 329 työmaalla.

Välivarastohaketukselle ongelmallisia ovat kuuman korjuun aiheuttamien odotusten lisäksi siirrot.

Future-hakkurin toiminta-alue oli saatu pidettyä melko pienenä, ja siten koneen siirtomatkat jäivät suhteellisen lyhyiksi. Keskimääräinen siirtomatka oli 21 kilometriä. Kesken työpäivän konetta siirrettiin työmaalta toiselle yhteensä 250 kertaa. Futurea kul- jetti viittä työpäivää lukuun ottamatta sama kuljettaja.

Future-hakkurilla haketetusta materiaalista hak- kuutähdettä oli 38 prosenttia ja lähes saman verran kokopuuta (kuva 2). Raaka-aineesta 18 prosenttia sisälsi sekä hakkuutähdettä että kokopuuta. Loppu- osa materiaalista koostui muun muassa raakkilau- dasta (2 %), sahauspinnoista (3 %) sekä risuista ja

(5)

rangoista. Suoraan metsästä energiakäyttöön korjat- tujen raaka-aineiden osuus oli suuri, yli 90 prosenttia. Samoin hakkuutähteen suhteellinen osuus haketetusta materiaalista oli korkea. Tämä selittää osaltaan Futuren välivarastohakkurille alhaista vuosituotosta.

Future-hakkurin työajasta noin 65 prosenttia oli varsinaista haketusta, eli käyttöaikaa (kuva 3). Kes- keytykset veivät yhteensä 27 prosenttia työajasta.

Keskeytyksistä yleisimmät olivat hakeauton odotta- minen (8 % työajasta) sekä terien vaihto ja huolto (8

%). Hakkurin huoltoon kului vajaa 3 prosenttia työ- ajasta ja korjaamiseen 4,5 prosenttia. Muut keskeytykset, esimerkiksi tien puhdistus, kiinnijuuttuminen ja vierailut veivät 5 prosenttia työajasta. Korjausten ja huoltojen osuus työajasta oli pieni, mikä on osoi- tus koneen teknisestä luotettavuudesta. Siirtoihin Futurella kului työajasta noin 8 prosenttia.

Organisaatiokeskeytysten (hakeauton odotus + siirrot + muut) osuus oli Futurella 21 prosenttia, mikä on välivarastohakkurille vähäinen määrä. Pääasial- lisena syynä organisaatiokeskeytysten vähäisyyteen oli lyhyt siirtomatka; haketettava raaka-aine oli saatu hankittua suhteellisen suppealta alueelta Mikkelin ympäristöstä. Odotuksilta välivarastohaketuksessa ei voida välttyä, koska hakkurin ja hakeauton työsken- tely liittyvät kiinteästi toisiinsa (Hakkila ym. 1998).

Futuren tekninen luotettavuus oli seurannan aikana hyvä. Tekninen käyttöaste oli 81 prosenttia, mikä on samaa tasoa kuin metsäkoneilla.

Future-hakkurilla haketuksen tuottavuus vaihteli selvästi raaka-aineittain. Keskimääräinen tuottavuus oli 32,2 irtokuutiometriä käyttötunnissa. Pienillä kohteilla saatiin seurannassa selvästi suurempiakin tuottavuuksia, mutta niissä karkeahko, puolen tun- nin mittaustarkkuus ei ollut riittävän tarkka. Hak- kuutähteellä ja risuilla keskimääräinen tuottavuus oli 29 i-m³/käyttötunti. Selvästi korkeammaksi tuottavuus nousi kokopuuta (37,5 i-m³/h) ja sahauspin- toja (34 i-m³/h) haketettaessa. Varsinaisen haketus- työn tehotuntituottavuutta tutkittiin aikatutkimusjaksoilla. Hakkuutähteellä se oli 40–60 i-m³/h. Koko- puulla päästiin parhaimmillaan noin 80 irtokuutio- metriin tunnissa.

Futuren tekemän hakkeen laatua tutkittiin syys- lokakuussa tehdyillä aikatutkimusjaksoilla. Hake- näytteitä otettiin yhteensä yhdeksältä eri kohteelta.

Aikatutkimusjakson aikana Futurella haketettu materiaali oli suurimmaksi osaksi hakkuutähdettä ja sen vuoksi myös näytteet olivat pääasiassa hakkuutäh- dehaketta. Seitsemän näytettä otettiin hakkuutähde- kohteilta ja kaksi näytettä kokopuukohteilta. Hake- näytteistä määritettiin kosteus ja hakkeen palakokojakauma. Hakkeen kosteus tuoremassasta vaihteli näytteissä 29 prosentista 64 prosenttiin. Kuivim- mat näytteet olivat kokopuukasoista ja yhden ke- sän yli kuivuneista hakkuutähdekasoista. Keskimää- rin kosteus oli näytteissä noin 40 prosenttia tuoremassasta.

Yli 10 cm pitkiä tikkuja Futuren hakkeessa oli

Hakkuutähde (38%)

Ranka (0,4%) Kokopuu (38%)

Risu (1%) Sekal. (18%)

Sahapinta (3%) Raakkilauta (2%)

Kuva 2. Future-välivarastohakkurilla tuotetun hakkeen raaka-ainejakauma.

Käyttöaika (65%) Odotukset (8%)

Huolto (3%) Korjaus (4%)

Muu (5%) Terien huolto (8%)

Siirto (7%)

Kuva 3. Futuren työajan jakautuminen eri työvaiheisiin.

(6)

enemmän kuin Evolution-hakkurin näytteissä, mikä aiheutui Futuren erilaisesta seulasysteemistä. Enim- millään tikkuja oli 8 % hakenäytteestä. Keskimää- rin pitkien tikkujen määrä oli noin neljä prosenttia.

Vähiten pitkiä tikkuja oli kokopuunäytteessä, noin kaksi prosenttia. Yli 25 cm:n luokassa ei tikkuja ollut missään näytteessä. Hakkeen tikuttomuusvaa- timus oli vain parilla pienellä lämpölaitoksella seurantajakson aikana.

Hakkuutähdenäytteissä suurten, yli 45 mm:n palojen osuus oli yhden prosentin luokkaa (kuva 4).

Tuoreesta hakkuutähteestä tehdyssä hakkeessa oli pientä, alle 3 mm:n, jaetta lähes 30 prosenttia. Se muodostui pääosin neulasista. Kaiken kaikkiaan alle 7 mm:n kokoisen hienoaineen määrä oli hakkuutäh- dehakkeesta otetuissa näytteissä 20–40 prosenttia.

Kokopuunäytteissä yli 45 mm:n hakepalojen osuus oli 2–3 prosenttia. Näissä näytteissä oli eniten paksuja, eli 8 mm:n rakoseulalle jääviä hakepa- loja. Näiden osuus oli runsas 30 prosenttia. Koko- puunäytteissä oli purun osuus selvästi alempi kuin hakkuutähdehakkeesta otetuissa näytteissä. Alle 3 mm:n jaetta oli keskimäärin noin 9 prosenttia.

3.2 Moha-monitoimihakkurin seuranta

Moha-monitoimihakkuri on seurannassa 5.3.1997–

5.3.1998 välisenä aikana. Seurantajakson aikana Mohan haketustyömaat sijaitsivat Itä-Savon alueel-

la. Haketta toimitettiin yhteensä kahdeksaan eri läm- pölaitokseen. Keskimääräinen kuljetusmatka varas- tolta lämpölaitokselle oli 19 kilometriä. Noin 90 prosenttia hakkeesta kuljetettiin yhden kontin kuormi- na ja perävaunu oli mukana vajaalla 10 prosentilla kuljetuksista. Yhteensä seurantajakson aikana haketta tuotettiin 31 100 irtokuutiometriä. Haketus painottui Mohalla selvästi talvikuukausiin, jolloin polttohakkeen kysyntä oli suurinta. Kesäaikana Mohalla ei haketettu lainkaan kolmeen kuukauteen.

Mohan raaka-ainevarastoista lähes puolet (48 %) sijaitsi tienvarressa, maastovarastoja oli 44 prosenttia ja terminaalivarastoja 8 prosenttia. Keskimää- räinen maastokuljetusmatka oli maastovarastoissa 250 metriä. Haketuspaikkaa kuljettajat pitivät hy- vänä 68 prosentilla, keskinkertaisena 29 prosentilla ja huonona 3 prosentilla työmaista. Varaston heik- koutta selittivät useimmiten paikan ahtaus ja poh- jan upottaminen.

Haketettava materiaali oli Mohalla suurimmaksi osaksi suoraan metsästä energiapuuksi korjattua ta- varaa (kuva 5). Kokopuuta haketettiin eniten; sen osuus kokonaismäärästä oli 39 prosenttia. Hakkuu- tähdettä oli raaka-aineesta 30 prosenttia ja rankaa 22 prosenttia. Sahapintojen osuus oli 7 prosenttia.

Loppuosa raaka-aineesta oli risuja ja kuitupuuta.

Mohan kokonaistyöajasta oli 81 prosenttia koneen varsinaista käyttöaikaa (kuva 6). Seurantatutkimuk- sen tuloksista saatu käyttöaika jaettiin aikatutkimuksien avulla kolmeen eri osaan: haketus, joka sisäl- Kuva 4. Futuren hakkuutähdehakenäytteiden palakokojakauma.

35 30 25 20 15 10 5

0 > 45 mm > 8 mm > 13–45 mm > 7–13 mm > 3–7 mm < 3 mm

(reikä) (rako) (reikä) (reikä) (reikä) (reikä)

Näyte 1 Näyte 6

(tuore) Näyte 5

Näyte 4 Näyte 3

Näyte 2 Näyte 7

%

(7)

tää haketuksen valmistelun ja lopetustyöt, ajaminen (maastossa ajo ja maantiellä ajo) ja lämpölaitoksel- la viipyminen. Kokonaistyöajasta haketustyön osuus oli 32 %, hakkeen kuljettamisen ja tyhjänä ajami- sen osuus 42 % ja lämpölaitoksella viipymisen osuus 7 %.

Erilaisten keskeytysten määrä oli yhteensä 19 prosenttia Mohan työajasta. Hakkurin korjaaminen vei 9 prosenttia ja huolto 3 prosenttia. Kouran vaihdon osuus oli noin kaksi prosenttia kokonaistyöajasta.

Siirto korjaukseen vei hieman yli prosentin Mohan työajasta. Luokkaan ”muu” luokiteltiin yhteensä 4 prosenttia työajasta. Tähän luokkaan kuuluvat muun

muassa kiinnijuuttumiset, työnäytökset ja vierailut.

Tekniseksi käyttöasteeksi saatiin tutkimuksen perusteella 85 prosenttia. Mohan tekninen luotettavuus oli seurannan aikana hyvää tasoa, kun otetaan huomioon koneen prototyyppiluonne.

Mohan tuottavuutta voitiin seurantajakson aikana tarkastella kokonaisuutena eli haketuksen, aja- misen ja lämpölaitoksella viipymisen suhteen. Täl- lä tavoin tarkasteltuna koneen tuottavuus oli 14,6 irtokuutiometriä käyttötunnissa, kun keskimääräi- nen kuljetusmatka oli 19 kilometriä. Hakkuutähteel- lä tuottavuus oli selvästi alempi eli 12 i-m³/käyttö- tunti ja vastaavasti kokopuulla korkeampi, 15,5 i-m³/käyttötunti. Varsinaisen haketustyön tehotuntituottavuutta tarkasteltiin aikatutkimusjaksojen aikana. Vaikka Mohalla päästiin haketustyössä het- kellisesti ja pienillä erillä jopa 70 irtokuutiometrin tuottavuuteen, käytännön työssä muodostuva tuot- tavuustaso on selvästi alempi. Hakkuutähteellä kes- kimääräinen haketuksen tehotuntituottavuus oli 35 i-m³. Kokopuulla haketuksessa päästiin selvästi kor- keampaan tuottavuuteen, 55 i-m³. Asikaisen ja Pulk- kisen (1998) tutkimuksessa Mohan tehotuntituottavuus hakkuutähteellä oli jonkin verran alempi, 29 irtokuutiometriä tunnissa.

Mohan aikatutkimuksien yhteydessä tarkasteltiin myös vaihtolavojen siirtelyyn kuluvaa aikaa, joka oli keskimäärin 15 minuuttia. Vähimmillään konttien vaihtamiseen kului aikaa metsävarastolla 10 minuuttia vaihtolavaa kohti. Perävaunun liittäminen Mohaan ei lisännyt lämpölaitoksella konttia kohti kulunutta aikaa. Vaihtolavojen käyttö edellyttää Mohalla sitä, että metsävaraston läheisyydestä löy- tyy paikka, jossa konttien vaihtamiseen on riittävästi tilaa. Mikäli tällainen paikka löytyy, kannattaa Mohan ja perävaunun yhdistelmää käyttää 20 kilometrin kaukokuljetusmatkasta lähtien.

Mohan tekemän hakkeen laatua selvitettiin 3.–

5.11.1997 tehdyn aikatutkimusjakson aikana. Ha- kenäytteitä otettiin yhteensä kymmeneltä eri kohteelta ja useista eri raaka-aineista. Hakkeen kosteus vaihteli hakkuutähteellä 35 prosentista 54 prosenttiin (kosteus tuoremassasta). Sahapintahakkeessa kosteutta oli alle 28 prosenttia.

Tikkujen määrää tutkittiin samoista näytteistä kuin kosteutta. Pitkiä tikkuja oli alle viisi prosenttia kaikissa näytteissä (kuva 7). Hakkuutähdehakkeessa oli 10–15 cm:n pituisia tikkuja muutamissa näytteissä

Hakkuutähde (30%)

Sahapinta (7%) Kokopuu (39%)

Kuitupuu (2%) Ranka (22%)

Risut (0,4%)

Kuva 5. Moha-monitoimihakkurilla tuotetun hakkeen raaka-ainejakauma.

Kuljettaminen (42%)

Haketus (32%) Lämpölaitos (7%)

Huolto (3%) Korjaus (9%)

Siirto (1%)Muu (4%)Kouran vaihto (2%)

Kuva 6. Mohan työajan jakautuminen eri työvaiheisiin.

(Kuljettaminen = hakkeen kuljetus ja tyhjänä ajo, siirto = siirto korjaukseen)

(8)

3–4 prosenttia. Sahauspinta-, kokopuu- ja rankahak- keesta otetuissa näytteissä oli tikkujen kokonaismää- rä alle 1,5 prosenttia. Hakkuutähdehakkeessa oli yli 45 mm:n kokoisten palojen osuus kaikissa näytteissä alle yhden prosentin. Alle 7 mm:n kokoisen hienoaineen osuus oli näytteissä 35–50 prosenttia. Yh- dessä näytteessä oli alle 3 mm:n jakeen osuus yli 30 prosenttia. Hakkurin terät eivät olleet näytteiden oton aikaan parhaassa mahdollisessa kunnossa, mikä vaikutti tutkitun hakkeen palakokojakaumaan.

4 Aiemmat seuranta- tutkimukset

4.1 Evolution-hakkurin seuranta

VTT Energia teki vuonna 1996 yhteistyössä yrittä- jä Pekka Lahden kanssa vuoden mittaisen seurantatutkimuksen Evolution-hakkurista. Seurannassa tutkittiin koneen teknisen luotettavuuden lisäksi muun muassa hakkuriin asennetun seularakenteen merkitystä hakkeen laatuun. Evolution-hakkurilla haketettiin vuoden mittaisen seurantajakson aikana yhteensä 73 000 irtokuutiometriä. Työmaan keskikoko oli 270 i-m³ (Lahti ja Vesisenaho 1997).

Evolutionin tuottavuus vaihteli melko paljon ma- teriaaleittain ja kohteittain. Keskimääräinen tuottavuus oli 45 irtokuutiometriä käyttötunnissa. Asikai-

sen ja Pulkkisen (1998) tutkimuksessa Evolutionin tehotuntituottavuus oli hakkuutähteellä 65 irtokuu- tiometriä tunnissa. Kuiton ja Nissin (1984) tutkimuksessa rumpuhakkureiden käyttötuntituotos oli samaa tasoa kuin Evolutionin seurannassa. Sen sijaan hakkureiden tekninen käyttöaste oli näillä koneilla selvästi alempi Evolutioniin verrattuna (Kuitto ja Nissi 1984, Lahti ja Vesisenaho 1997).

Työmaiden välinen siirtomatka oli Evolutionin seurantatutkimuksessa keskimäärin yli 90 kilomet- riä. Siirrot veivät viidenneksen Evolutionin työajasta ja muodostivat merkittävän, tuottamattoman kustan- nuserän. Siirtojen lisäksi odotuksien osuus työajas- ta oli suuri, yli kymmenen prosenttia. Korjaukset ja huollot veivät 6 prosenttia hakkurin työajasta. Ko- neen tekninen käyttöaste oli hyvää tasoa, 83 prosenttia. Evolution-hakkurilla haketettiin monentyyp- pistä materiaalia. Suurimman osan muodostivat erilaiset turvetuotannon ja puunjalostuksen sivutuot- teet. Suoraan metsästä energiakäyttöön korjatun puuraaka-aineen, eli hakkuutähteen, kokopuun ja rankojen osuus oli seurannan aikana 45 prosenttia (Lahti ja Vesisenaho 1997).

Evolutionilla tuotettu hake osoittautui seurantatutkimuksessa laadultaan hyväksi. Tutkimuksessa to- dettiin hakkurin seularakenteen vähentävän hakkeen tikkupitoisuutta merkittävästi hakkureiden aiempiin seulontaratkaisuihin verrattuna. Seularakenne ei alentanut haketuksen tuottavuutta. Pitkien tikkujen luokissa 10–15 cm ja 15–25 cm oli kaikissa hake- näytteissä varsin vähän haketta. Yli 25 cm:n paloja Kuva 7. Mohan hakkuutähdehakenäytteiden palakokojakauma.

35 30 25 20 15 10 5

0 > 45 mm > 8 mm > 13–45 mm > 7–13 mm > 3–7 mm < 3 mm

(reikä) (rako) (reikä) (reikä) (reikä) (reikä)

Näyte 1 Näyte 2 Näyte 3 Näyte 4 Näyte 5

%

(9)

ei esiintynyt lainkaan. Suurimmillaan pitkien tikkujen osuus oli 3,4 prosenttia hakenäytteen massasta.

Suurten hakepalojen osuutta voitiin ehkäistä parhai- ten käyttämällä hakkurilla suurta pyörimisnopeutta ja tiheää seulaa (Lahti ja Vesisenaho 1997).

4.2 Chipset-palstahakkurin seuranta

Chipset-palstahakkuria seurattiin Biowatti Oy:n ja VTT Energian tutkimuksessa 22.3.1996– 23.3.1997.

Seurannassa saatiin keskimääräiseksi tuottavuudeksi 16 i-m³/käyttötunti. Koneen teknistä luotettavuutta ja tuottavuutta on pystytty parantamaan seurannan jälkeen ja nykyisin hakkurin käyttötuntituottavuus on noin 19 i-m³ (Pekka Laurila, Biowatti Oy, suul- linen tieto 7.4.1998). Haketettu materiaali oli seurannan aikana pääasiassa hakkuutähdettä. Sen osuus oli 83 prosenttia raaka-aineesta. Rankoja oli 16 prosenttia haketetusta materiaalista. Kokopuun ja sahapintojen osuus oli alle yksi prosentti (Laurila ja Vesisenaho 1997). Ruotsissa tehdyssä tutkimuksessa Chipsetin tehotuntituottavuus oli kokopuulla 29 irtokuutiometriä tunnissa (Thor 1996).

Työmaan keskikoko Chipsetillä oli seurannan aikana 340 i-m³, ja metsäkuljetusmatka oli keskimää- rin 215 metriä. Työmaiden välinen keskisiirtomat- ka oli seurantatutkimuksessa 32 kilometriä. Chip- set-palstahakkurin tekninen käyttöaste oli 71 prosenttia. Keskeytyksistä korjaukset muodostivat kol- masosan. Palstalta toiselle siirtymisen osuus oli 6 prosenttia työajasta. Hakkurin toiminnalliseksi käyt- töasteeksi saatiin 58 prosenttia. Käyttöasteen alhai- suus johtui pääosin hakkuriin seurannan aikana teh- dyistä muutostöistä, joihin kulunut aika laskettiin korjauksiin. Haketustoiminnan logistiikka eli siirtojen määrä ja vaihtolavojen kuljetuksen ajoitus havaittiin seurannassa palstahakkuriin perustuvan tuotantomenetelmän ongelmaksi (Laurila ja Vesi- senaho 1997).

Chipsetillä tuotetun hakkeen laatu havaittiin seurantatutkimuksen yhteydessä tyydyttäväksi. Pitki- en tikkujen määrä oli hakkeessa tylsilläkin terillä vähäinen. Tikkujen vähyyteen oli päästy pienentä- mällä palakokoa. Tämä alensi haketuksen tuottavuutta, mutta toisaalta paransi hakkeen kuormatii- viyttä ja hakekuutiometrin lämpöarvoa. Hakkuutäh- dehakkeessa oli alle 3 mm:n jakeen osuus syksyllä

tehdyssä mittauksessa 25 % ja talvella 15 %. Alle 7 mm:n hienoaineen osuus oli molemmilla tutki- muskerroilla yli 50 % hakkeen kokonaismäärästä (Laurila ja Vesisenaho 1997).

5 Tuotantomenetelmien vertailu

5.1 Tekninen vertailu

Kaikkien neljän hakkurin tekninen luotettavuus oli vähintään tyydyttävä (taulukko 2). Parhaimmillaan päästiin 84 prosentin tekniseen käyttöasteeseen.

Korjaukset ja huollot veivät välivarastohakkureilla selvästi alle kymmenen prosenttia työajasta. Sen sijaan Moha-monitoimihakkurilla ja Chipset-palstahakkurilla korjauksien ja huoltojen osuus oli suu- rempi, Chipsetillä noin 20 prosenttia ja Mohalla 12 prosenttia. Odotukset ja siirrot muodostivat Futu- rella ja Evolutionilla selvästi suuremman osan työ- ajasta kuin Mohalla ja Chipsetillä.

Hakkureiden vuosituotoksissa oli suuria eroja.

Evolution-hakkurilla tuotettiin seurantatutkimuksen aikana yli 70 000 i-m³, kun Chipset-palstahakkurilla vastaava tuotos oli 25 000 i-m³ (taulukko 3). Myös koneiden käyttötuntituottavuudet poikkesivat mel- koisesti toisistaan. Tuottavuuksia tarkastellessa on otettava huomioon koneiden erilaiset työtehtävät:

Taulukko 2. Hakkureiden työajan jakautuminen eri työ- vaiheisiin ja koneiden tekninen käyttöaste. Käyttöaika sisältää Chipsetillä metsäkuljetuksen ja haketuksen, Mo- halla haketuksen, kuljetuksen ja lämpölaitoksella viipymisen. Mohalla siirto = siirto korjaukseen.

Työajan jakautuminen, % Future Evolution Moha Chipset

Käyttöaika 65 57 80 58

Huolto 3 2 3 9

Korjaus 4 4 9 12

Odotus 8 12 0 2

Siirto 7 18 1 6

Kouran/terän vaihto 8 6 2 2

Muu 5 2 5 11

Tekninen käyttöaste, % 81 83 85 71

(10)

välivarastohakkureilla keskitytään pelkkään hake- tustyöhön, palstahakkurilla tehdään haketuksen li- säksi myös hakkeen metsäkuljetus ja Moha-monitoimihakkurilla hoidetaan haketuksen ohella hakkeen kaukokuljetus ja jossain tapauksissa myös osa metsäkuljetuksesta.

5.2 Kustannusvertailu 5.2.1 Laskentaperusteet

Puupolttoaineen tuotantomenetelmien kustannuksia laskettaessa otettiin huomioon jokaisen korjuuket- jun erilainen luonne. Kaikissa tuotantomenetelmis- sä laskettiin tuotetun hakkeen hintaan korjuun yleis- kustannukset ja korjattavan raaka-aineen hinta. Vä- livarastohaketuksessa otettiin haketuskustannuksi- en lisäksi huomioon hakkuutähteen kuljetus met- sästä tienvarteen ja hakkeen kaukokuljetus käyttö- paikalle. Chipset-palstahakkuriin perustuvassa me- netelmässä hakkurin kustannukset sisälsivät sekä haketuksen että hakkeen metsäkuljetuksen. Näiden lisäksi määritettiin hakkeen kaukokuljetuskustan- nukset. Niiden laskennassa pohjana käytettiin puu- tavaran kuljetuksen kustannuslaskentamalleja, joita muokattiin hakkeen kuljetukselle sopiviksi.

Moha-monitoimihakkurin kustannukset kattoivat haketuksen ja hakkeen kuljetuksen käyttöpaikalle.

Lisäksi raaka-aineen metsäkuljetuksen hinta laskettiin kokonaiskustannuksiin. Mohan tuottavuus- ja kustannuslaskelmissa huomioitiin sekä yhden että kahden kontin käyttömahdollisuus. 20 kilometrin kuljetusetäisyydelle saakka hake kuljetettiin Mohan

laskelmissa yhdellä kontilla. Sitä pidemmillä kuljetusmatkoilla laskettiin ketjun tuottavuus ja kustannukset Mohan ja perävaunun yhdistelmällä.

Tämän tutkimuksen kustannuslaskelmat tehtiin hakkutähdehakkeelle. Näissä laskelmissa jokaisen tuotantomenetelmän kustannuksiin määritettiin korjuun yleiskustannuksiksi 4 markkaa/irtokuutiometri. Hakkuutähteen korjuulle laskettiin hinnaksi 0,8 mk/i-m³ eli kaksi markkaa kiintokuutiometrille. Vä- livarastohaketuksessa hakkuutähteen metsäkuljetuk- sen kustannuksiksi (metsäkuljetusmatka keskimää- rin 250 metriä) laskettiin 7,2 markkaa irtokuutio- metriä kohden (18 mk/k-m³). Vastaavasti Mohaan perustuvassa tuotantomenetelmässä metsäkuljetus- kustannuksiksi määritettiin 6 mk/i-m³ (15 mk/k-m³) (metsäkuljetusmatka 150 m). Lyhyempi metsäkul- jetusmatka ja sen myötä alemmat korjuukustannuk- set selittyvät sillä, että Mohalla voidaan ajaa myös palstalla, eikä hakkuutähdettä tarvitse kuljettaa met- säautotien varteen.

Hakkureiden verottomina hankintahintoina käy- tettiin kustannuslaskelmissa seuraavia valmistajil- ta saatuja arvoja: Future-hakkuri 2 500 000 markkaa, Evolution-hakkuri 2 500 000 mk, Chipset- palstahakkuri 1 750 000 mk ja Moha-monitoimihakkuri 2 500 000 markkaa. Hakkureiden tuntikustan- nuksien laskennassa käytettiin yrittäjiltä saatuja tietoja koneiden vuosikustannuksista. Tuntikustannuk- set laskettiin Metsätehon metsäkoneiden ja puuta- vara-auton kustannuslaskentamalleilla, jotka sovi- tettiin erikseen kullekin koneelle.

Vuosittainen haketusmäärä eli hakkurin vuosituotos vaikuttaa merkittävästi tuotantomenetelmän kokonaiskustannuksiin. Tämän vuoksi tutkimuksessa tehtiin kaksi vertailulaskelmaa. Ensimmäisessä kustannuslaskelmassa käytettiin pääasiassa koneiden seurantatutkimusten haketusmääriä. Seuranta- tutkimuksessa koneille saatiin seuraavat vuosituotokset: Evolution-hakkuri 73 000 i-m³, Future-hakkuri 41 500 i-m³, Chipset-palstahakkuri 25 000 i- m³ ja Moha-monitoimihakkuri 31 000 i-m³. Ensim- mäisessä vertailulaskelmassa Chipset-palstahakkurin osalta otettiin huomioon koneen parantunut tuottavuus ja samalla kasvanut vuosituotos. Mohalla käytettiin ensimmäisessä laskelmassa 35 000 irtokuutiometrin vuosituotosta. Toisessa kustannuslaskelmassa käytettiin koneille määritettyjä potentiaa- lisia vuosituotoksia.

Taulukko 3. Hakkureiden vuosituotos sekä käyttötun- tituottavuus kokopuulla ja hakkuutähteellä. (Chipsetin tutkimuksessa laskettiin käyttötuntituottavuus vain kokonaisuutena.)

Future Evolution Moha Chipset

Vuosituotos, i-m³ 41500 73000 31000 25000 Käyttötuntituottavuus, 32,7 45,8 14,8 16,1 i-m³/h

– hakkuutähde 29,2 46 11,5 -

– kokopuu 35,8 51 15,6 -

(11)

5.2.2 Seurantatulosten mukainen vertailu

Moha-monitoimihakkuriin perustuva korjuuketju oli edullisin menetelmä hakkuutähdehakkeen tuottami- sessa runsaan 30 kilometrin kuljetusetäisyyteen asti.

Sitä pidemmillä kuljetusmatkoilla Mohan tuottavuus laski nopeammin ja sen tuottaman hakkeen hinta nousi jyrkemmin kuin muilla tuotantoketjuilla. Esi- merkiksi 60 kilometrin kuljetusmatkalla Mohan tuottavuus oli seurantatutkimuksessa enää 9 i-m³/ käyttötunti. Pidemmillä kuljetusmatkoilla olisi mahdollista käyttää Mohaa palstahakkurina, jolloin hakkeen kaukokuljetus tehtäisiin eri ajoneuvolla. Täs- tä olisi tosin seurauksena samoja kuuman korjuun ongelmia kuin palstahaketuksessa. Tässä tutkimuksessa ei laskettu kustannuksia Mohan ja erillisen hakeauton muodostamalle ketjulle.

Chipset-palstahakkuriin ja Evolution-hakkuriin perustuvat tuotantomenetelmät olivat kalliimpia Mohaan verrattuna alle 25 kilometrin kuljetusmatkoilla (kuva 8). Matkan pidentyessä näiden korjuu- ketjujen kaukokuljetuskapasiteettia voidaan lisätä ja ketjun tuottavuus saadaan säilymään samalla tasol- la. Ongelmia näissä menetelmissä aiheuttaa kuljetusten rytmittäminen siten, ettei hakkurille eikä hakeautolle tule odottamista varastolla. Future-hakkurin vuosikustannukset olivat samaa tasoa Evolutio- nin kanssa ja pienemmän tuottavuuden vuoksi Fu-

turen haketuskustannukset irtokuutiometriä kohden olivat selvästi korkeammat.

5.2.3 Potentiaalisten suoritteiden mukainen vertailu

Toisessa kustannuslaskelmassa tuotantomenetelmille määritettiin vuosituotokset, jotka olisivat tuotan- toketjuille käytännössä mahdollisia. Tämä tarkoit- taa kesätaukoa lukuun ottamatta täysitehoista työs- kentelyä kahdessa vuorossa ympäri vuoden. Mohal- la käytännössä mahdollinen vuosituotos olisi 55 000 irtokuutiometriä, Chipsetillä 50 000 i-m³, Futurella 60 000 i-m³ ja Evolutionilla 85 000 i-m³.

Tässä laskelmassa Moha-monitoimihakkurilla tuotettu hakkuutähdehake oli edullisinta alle 30 kilometrin kaukokuljetusmatkalla (kuva 9). Chipset- palstahakkuriin perustuva tuotantomenetelmä oli pidemmällä, yli 30 kilometrin kuljetusmatkalla edullisin tapa tuottaa hakkuutähdehaketta. Mohan ja Chipsetin tuottaman hakkeen hinta oli 20 kilometrin kuljetusmatkalla 4 mk/MWh halvempaa kuin edellisessä laskelmassa. Evolution-hakkurilla seurantatutkimuksen vuosituotos oli lähempänä käytän- nössä mahdollista vuosituotosta kuin Mohalla ja Chipsetillä, joten sillä tuotettu hake ei halventunut yhtä paljon ensimmäiseen laskelmaan verrattuna.

Kuva 8. Hakkuutähdehakkeen hinta käyttöpaikalla eri tuotantomenetelmillä. Laskelmassa on käytetty seu- raavia vuosituotoksia: Moha 35 000 i-m³, Chipset 35 000 i-m³, Future 41 000 i-m³ ja Evolution 75 000 i-m³.

F F

F

B B B B B B B B

H H H H H H H H

I I I I I I I I

10 20 30 40 50 60 70 80

30 35 40 45 50 55 60 65

Hinta, mk/MWh

Kuljetusmatka, km

F Moha B Chipset H Future I Evolution

(12)

Future-välivarastohakkurin Evolutionia alempi käyttötuntituottavuus aiheutti sen, että sillä tuotetun hakkeen hinta oli myös tässä laskelmassa vertailun korkein.

6 Tulosten tarkastelu

Future-välivarastohakkuri osoittautui seurantatutkimuksessa teknisesti luotettavaksi koneeksi. Futuren käyttötuntituottavuus jäi kuitenkin selvästi pienem- mäksi kuin aiemmin tutkitulla Evolution-välivaras- tohakkurilla (Lahti ja Vesisenaho 1997). Pienempi tuottavuus nosti Futurella tuotetun hakkeen hintaa merkittävästi, sillä hakkurin käyttötuntikustannus on samaa luokkaa Evolution-hakkurin kanssa. Futuren haketuskustannuksia voidaankin pienentää helpom- min lisäämällä hakkurin tuottavuutta. Future-hak- kurissa on monia, haketustyötä helpottavia ominaisuuksia, joita voidaan käyttää välivarastohakkurin jatkokehittelyssä. Näitä ovat esimerkiksi koneen ketteryys ja syöttölaitteen sijoittaminen koneen si- vulle.

Moha-monitoimihakkuri osoittautui seurantatutkimuksessa hyvin toimivaksi. Hakkurin tekninen luotettavuus oli seurantatutkimuksen aikana hyvä.

Mohassa oleva hakkuri osoittautui pienestä koostaan huolimatta tehokkaaksi. Haketuksen tehotuntituotta-

vuus oli vain vähän pienempi kuin suuremmilla vä- livarastohakkureilla. Asikaisen ja Pulkkisen (1998) tutkimukseen verrattuna haketuksen tuottavuus oli noussut selvästi. Erityisesti lyhyillä kuljetusmatkoilla Mohalla pystyttiin tuottamaan puupolttoainetta kilpailukykyisesti. Kuljetusmatkan pidentyessä Mohan tuottavuus väheni kuitenkin nopeasti. Mohan toiminnan kannattavuudelle on tärkeää saada raaka- aine läheltä käyttöpaikkaa. Varastojen koolla ei ole Mohalle samanlaista merkitystä kuin välivarasto- ja palstahakkureille. Työmaalta toiselle voidaan siirtyä helposti. Lisäksi pienten erien keräily onnistuu Mohalla kohtuullisen hyvin, sillä työmaalla koneen asentaminen työvalmiiksi ei vie kauan.

Välivarasto- ja palstahakkureilla saadaan suuril- ta työmailta ja pitkiltä kuljetusmatkoilta tuotettua puupolttoainetta edullisemmin kuin Mohalla. Pie- nemmillä työmailla siirtojen osuus työajasta kasvaa välivarasto- ja palstahaketuksessa korkeaksi ja koneiden tuottavuus jää alhaiseksi. Näille tuotantomenetelmille siirtojen ohella ongelmia aiheuttaa kuuma korjuuketju. Jos kuljetusten järjestely ei onnis- tu toivotulla tavalla, voi odotusten osuus työajasta nousta kohtuuttoman suureksi. Välivarastohaketuk- sessa kannattavan toiminnan edellytys on tehokas hakkuri (Lahti ja Vesisenaho 1997).

Hakkureiden pääomakulut muodostavat suuren osan koneiden vuotuisista kokonaiskustannuksista.

Tuotetun hakkeen hinnassa pääomakuluilla on si- Kuva 9. Hakkuutähdehakkeen hinta käyttöpaikalla, kun eri tuotantomenetelmillä on käytetty seuraavia vuosituotoksia: Moha 55 000 i-m³, Chipset 50 000 i-m³, Future 60 000 i-m³ ja Evolution 85 000 i-m³.

F F

F

F F F

B B B B B B B B

H H H H H H H H

I I I I I I I I

10 20 30 40 50 60 70 80

30 35 40 45 50 55 60 65

Hinta, mk/MWh

Kuljetusmatka, km

F Moha B Chipset H Future I Evolution

(13)

ten merkittävä asema (Lahti ja Vesisenaho 1997).

Hakkeen tuotanto on pyrittävä saamaan ympärivuo- tiseksi, jotta voitaisiin varmistaa koneiden ja kul- jettajien täystyöllisyys (Hakkila ym. 1998). Mikäli hakkurin kesätauko kestää useita kuukausia, on hakkeen tuotantoa hankalaa saada kannattavaksi. Pää- omakulujen ohella koneiden tekninen luotettavuus on tärkeää hakkeen tuotannon kannattavuuden tur- vaamiseksi. Välivarastohakkureiden tekninen luotettavuus on parantunut Kuiton ja Nissin (1984) te- kemään tutkimukseen verrattuna selvästi. Kustan- nusten hallinnan kannalta hankintalogistiikan toimivuus on kuitenkin keskeisin tekijä. Viime vuosina saavutetut kustannussäästöt ovat olleet enemmän- kin logistiikan hioutumisen kuin koneteknisen ke- hityksen ansiota (Hakkila ym. 1998).

Puupolttoaineen tuotantomenetelmien seurantatutkimuksien tuloksia tarkasteltaessa on muistetta- va, että tuotantoketjujen seuranta on tehty erilaisis- sa ympäristöissä. Erot haketetussa raaka-aineessa, haketus- ja kuljetusolosuhteissa sekä korjuun orga- nisoinnissa vaikuttavat menetelmien seurannasta saataviin koneiden tuottavuuksiin ja kustannuksiin.

Tehtäessä valintaa tuotantoketjujen välillä onkin otettava huomioon paikalliset olosuhteet aina läm- pölaitoksen sijainnista saatavilla olevaan raaka-aineeseen saakka. Yhtenä vaihtoehtona tämän tutkimuksen tuotantomenetelmille on haketuksen siirtä- minen terminaaleihin. Ongelmana tässä vaihtoeh- dossa on kuitenkin hakettamattoman materiaalin kaukokuljetus, joka on hakkeen kuljetusta kalliim- paa (Hakkila ym. 1998).

Kirjallisuus

Asikainen, A. & Pulkkinen, P. 1998. Comminution of logging residues with Evolution 910R chipper, MOHA chipper truck, and Morbark 1200 tub grinder. Journal of Forest Engineering 9(1): 47–53.

Asplund, D. & Nikku, P. 1997. Bioenergian tutkimusohjelman sisältö, keskeiset tulokset vuonna 1996 ja nä- kymät vuodelle 1997. Julkaisussa: Nikku, P. (toim.).

Bioenergian tutkimusohjelma. Vuosikirja 1996, osa I.

Puupolttoaineiden tuotantotekniikka. s. 9–32.

Hakkila, P. & Fredriksson, T. 1996. Metsämme bioenergian lähteenä. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 613. 92 s.

— , Nurmi, J. & Kalaja, H. 1998. Metsänuudistusalojen hakkuutähde energianlähteenä. Metsäntutkimuslaitok- sen tiedonantoja 684. 68 s.

Korpilahti, A. 1998. Puupolttoaineiden tuotanto – tutki- musalueen katsaus. Julkaisussa: Nikku, P. (toim.). Bio- energian tutkimusohjelma. Vuosikirja 1997, osa I.

Puupolttoaineiden tuotantotekniikka. s. 29–36.

Kuitto, P-J. & Nissi, I. 1984. Hakkuutähdehakkurit ja -murskaimet: Algol Hem 300-1000 WEA, Lokomo MS 9, TT 910 R ja Morgårdshammar SK 2800. Met- sätehon katsaus 8/1984. 6 s.

Lahti, P. & Vesisenaho, T. 1997. Evolution-energiapuu- hakkurin käyttöselvitys. Energiaselvityksen loppuraportti KTM:n energiaosastolle. Dnro 21/854/95. KTM.

20 s.

Laurila, P. & Vesisenaho, T. 1997. Uudentyyppisen met- sähakeharvesterin Logset Chipset 536 C seuranta- ja käyttöselvitys. Energiaselvityksen loppuraportti KTM:n energiaosastolle. Dnro 2/854/96. KTM. 18 s.

Nousiainen, I. & Vesisenaho, T. 1996. Polttoaineen tuottaminen kokopuujuontomenetelmällä. Julkaisussa:

Alakangas, E. (toim.). Bioenergian tutkimusohjelma.

Vuosikirja, osa I. Puupolttoaineiden tuotantotekniikka. s. 213–226.

Thor, M. 1996. Chipset 536 C stickvägsgående flisare – tidsstudie och systemanalys. Skogforsk. 10.2.1996.

10 viitettä